甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO（g）+2H2（g

（2）① <；② >；③ b

（3）(b-a-4c)/2

（4）①CH 3 OH；O 2 ；②O 2 +4e - +4H + →2H 2 O；③ 1.2

（5）Al→Al 3+ +3e - ，Al 3+ +3HCO 3 - =Al(OH) 3 ↓+3CO 2 ↑

故答案为：＜；

②某温度下，将2mol CO和6mol H 2 充入2L密闭容器中充分反应，4分钟后反应达到平衡，测得CO的物质的量为0.4mol，依据化学平衡三段式列式计算；

CO（g）+2H 2 （g）?CH 3 OH（g）

起始量（mol） 2 6 0

变化量（mol）1.63.2 1.6

平衡量（mol） 0.42.8 1.6

CO的反应速率=

平衡状态气体压强和起始压强之比等于气体物质的量之比P（平衡）：P（起始）=（0.4+2.8+1.6）：（2+6）=4.8：8=0.6；

故答案为：0.2mol/（L?min），0.6；

（2）CO 2 （g）+3H 2 （g）?CH 3 OH（g）+H 2 O（g），反应的平衡常数K=

为了加快反应Ⅱ的反应速率，并且提高H 2 的转化率；

a．增大CO 2 的浓度，增大氢气的转化率，平衡正向进行，反应速率加快，故a符合；

b．增大H 2 的浓度，平衡正向进行，反应速率增大，氢气的转化率减小，故b不符合；

c．增大压强，反应速率增大，平衡正向进行，氢气转化率增大，故c符合；

d．加入催化剂改变化学反应速率不改变化学平衡，氢气转化率不变，故d不符合；

故答案为：K=

（3）反应Ⅰ：CO（g）+2H 2 （g）?CH 3 OH（g）△H 1

反应Ⅱ：CO 2 （g）+3H 2 （g）?CH 3 OH（g）+H 2 O（g）△H 2

依据盖斯定律反应Ⅰ-反应Ⅱ得到CO（g）+H 2 O（g）=CO 2 （g）+H 2 （g）△H=△H 1 -△H 2 ；

图表中数据保持氢气初始浓度不变，一氧化碳浓度增大一倍，达到平衡所需时间缩短4分钟，所以分析判断n=4min；

故答案为：CO（g）+H 2 O（g）=CO 2 （g）+H 2 （g）△H=△H 1 -△H 2 、4；

（4）甲醇和氧气以强碱溶液为电解质溶液的新型手机电池，燃料电池中燃料在原电池负极发生氧化反应，甲醇失电子在碱溶液中生成碳酸钾，该电池中甲醇发生反应的一极为负极，电极反应为：CH 3 OH-6e - +8OH - =CO 3 2- +6H 2 O；

故答案为：负，CH 3 OH-6e - +8OH - =CO 3 2- +6H 2 O；

（5）用该电池作电源，用惰性电极电解饱和NaCl溶液时，CH 3 OH-6e - +8OH - =CO 3 2- +6H 2 O，每消耗0.2mol CH 3 OH，转移电子1.2mol，阴极电极反应为2H + +2e - =H 2 ↑，产生标况下气体的体积=0.6mol×22.4L/mol=13.44L；

故答案为：13.44．

（2）甲醇燃烧的反应原理是：正极反应一定是氧气得电子的过程，在碱性环境下，得到氢氧根离子，即O 2 +2H 2 O+4e - =4OH - ，故答案为：O 2 +2H 2 O+4e - =4OH - ；

②所有燃料电池的总反应是燃料的燃烧反应，溶液的pH减小，说明电解质氢氧化钾被消耗，即2CH 3 OH+3O 2 +4OH - =2CO 3 2- +6H 2 O，故答案为：2CH 3 OH+3O 2 +4OH - =2CO 3 2- +6H 2 O；

（3）①0～5min这段时间所消耗的甲烷的浓度为0.5mol/L，根据热化学方程式CH 4 （g）+H 2 O（g）

CO（g）+3H 2 （g），△H═+206kJ/mol的含义，所以消耗的甲烷的浓度为0.5mol/L时，吸收的热量为：

②进行到5min钟时，甲烷的浓度为0.5mol/L，所以水蒸气以及一氧化碳的浓度为0.5mol/L，氢气的为1.5mol/L，据K=

③当反应进行到8min时，甲烷的浓度减小，所以是增加了水蒸气的量，设加入的水蒸气的量为x，则：

               CH 4 （g）+H 2 O（g）

CO（g）+3H 2 （g）

初始浓度：1        1                 0        0

变化浓度：0.75     0.75               0.75    2.25

8min钟末浓度：0.25     1+x-0.75           0.75    2.25

则Qc=

解得x=4.8125，所以8min时c（H 2 O）=4.8125+0.25=5.0625≈5.1（mol/L）．

故答案为：5.1．

(2)CH 3 OH(l)＋O 2 (g)=CO(g)＋2H 2 O(l)   ΔH＝－442.8 kJ·mol －1

试题分析：（1）原子经济就是反应物的原子全部转化为生成物。选择反应I的化合反应。由图可知：T 2 >T 1 。升高温度甲醇的物质的量减少，说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动。根据平衡移动原理：升高温度化学平衡向吸热反应方向移动。即逆反应方向是吸热反应，所以正反应是放热反应。故△H 2 <0．③反应开始时C（CO 2 ）="1mol/L," C(H 2 )=3mol/L由于达到平衡后，测得c(CO 2 )= 0．2 mol/L，CO 2 改变浓度是0．8mol/L,所以H 2 改变浓度为2．4mol/L． H 2 平衡浓度为0．6mol/L．产生的甲醇、水蒸汽的浓度都是0．8mol/L．平衡时总浓度是2．4mol/L,而开始时总浓度是4mol/L。所以这时的压强是开始的2．4mol/L÷4mol/L=0．6倍。（2）①-②+③×4得：2CH 3 OH(l) + 2O 2 (g) =" 2CO" (g) + 4H 2 O(l) ΔH =-1275．6 kJ/molΔH =-885．6 kJ/mol。所以产生1mol一氧化碳和液态水放出的热量为442．8 KJ．（3）甲醇燃料电池的负极是通入甲醇的电极，电极反应为CH 3 OH+8OH - -6e -  = CO 3 2- +6H 2 O。每摩尔的甲醇反应转移电子9摩尔。消耗甲醇1．6克时，n(CH 3 OH)=1．6g÷32g/mol=0．05mol,所以转移电子0．3 N A 。 ③若以此燃料电池为铅蓄电池充电，则应将图中右侧电极连接蓄电池的负极。